《金属切削原理与刀具》.doc

《金属切削原理与刀具》 刀具的组成（三面、两刃、一尖）： 刀面：①前刀面 、②后刀面 、③副后刀面; 切削刃：①主切削刃、②副切削刃; 刀尖。 正交平面参考系由以下三个平面组成： ①基面 、②主切削平面 、③正交平面 刀具角度正负的规定：1、前角γ。 前面与基面平行时前角为零。前面与切削平面间夹角小于900时，前角为正，大于900时，前角为负。2、后角α。λs 后面与基面间夹角小于900时，后角为正，大于900时，后角为负。3、刃倾角（与前角的判断相似）。 刀具角度的一面二角分析法：表示空间任意一个平面方位的方向 角度只需两个，所以判断刀具切削部分需要标注的独立角度数 量可用一面二角分析法确定，即刀具需要标注独立角度数量是 刀面数量的两倍。 刀具安装对工作角度的影响： 1.刀柄偏斜：车刀逆时针转动θ角后，工作主偏角将增大，工作副偏角将减少。 2.切削刃安装高低：只要切削刃选定点不在工件中心高度上，则切削速度方向就不与刀柄地面垂直，工作前角增大ε，后角减小ε。 切削层：是切削部分切过一个工件一个单程所切除的工件材料层。 刀具材料应有的性能： 1、高硬度与耐磨性; 2、足够的强度和韧性; 3、耐热性和转热性; 4、工艺性和经济性; 切削用量三要素：①切削速度vc②进给量f③背吃刀量。ap 刀具材料：高速钢、硬质合金、工具钢、陶瓷、超硬刀具材料 高速钢种类： 通用型高速钢：应用最广，约占高速钢总量的75%。 高性能高速钢：指在通用型高速钢里增加碳、钒，添加钴或铝等合金元素的新钢种。 粉末冶金高速钢：是通过高压惰性气体或高压水务化高速钢夜而得到的细小高速钢粉末，然后压制或热压成形，再经烧结而成的高速钢。 涂层高速钢：高速钢刀具的表面涂层是采用物理气相沉积方法，在适当的高真空度与温度环境下进行气化的钛离子与氮反应，在阳极刀具表面上生成TIN。 硬质合金：是由硬度和熔点很高的碳化物和金属通过粉末冶金工艺制成的。 硬质合金按其化学成分与使用性能分为三类： ①K类：钨钴类（WC+Co）; ②P类：钨钛钴类（WC+TIC+Co）; ③M类：添加稀有金属碳化物类（WC+TiC+TaC(NbC)+Co）; 陶瓷刀具：以氧化铝或以氮化硅为基体再添加少量的金属，在高温下烧结而成的一种刀具材料。 切削变形区的位置和特点： ①第Ⅰ变形区：始滑移面到终滑移面。特点：沿剪切面滑行变形。 ②第Ⅱ变形区：切屑流出时其底层与刀具前面近刀尖接触出产生塑形变形区域。 特点：切削受到前面的挤压和摩擦，流速很低，并在一定条件下出现粘屑现象。 ③第Ⅲ变形区：指在已加工表面层内近切削刃附近的Δh内变形区域。 特点：已加工表层内烧到挤压和摩擦，产生塑性变形及硬化层。 变形程度的表示方法： 通常用①相对滑移ε、②切屑厚度压缩比Λh（变形系数ξ）和③剪切角φ的大小来衡量切削变形程度。 积屑瘤：是有切屑堆积在刀具前面近切屑刃处的一个硬楔块。 积屑瘤对切削加工的影响：1.保护切削刃; 2.增大实际工作前角，减小切削变形;3.降低加工精度;4.使加工表面粗糙不平。 加工硬化：经过严重塑性变形而使表面层硬度增高的现象。 工业上常用的减轻加工硬化的措施： 磨出锋利的切削刃； 增大前角或后角； 减小背吃刀量； 合理选用切削液。 衡量加工后硬化程度的指标有：①加工硬化程度N和②硬化层深度 ΔhD。 切削力的方向、特点： 1.切削力（主主切削力）Fc：在主运动方向上的分力。Fc是校验和选择机床功率，校验和设计机床主运动机构、刀具和夹具强度和刚性的重要依据。 2.背向力（切深抗力）Fp：垂直于工作平面上的分力。在加工工艺系统刚性差， 3.进给力（进给抗力）Ff：进给运动方向上的分力。Ff作用在机床进给机构上，是校验进给机构强度的主要依据。 目前常用的测力仪是电阻应变片式和压电石英晶体式。 切削力的测定原理： 1.电阻应变片式测力仪原理：电阻应变片式测力仪是在测力传感器上粘帖电阻应变片。 2.压电晶体式测力仪原理：各组石英晶体分别受Fc、Fp和Ff里作用产生压电效应，使2片变形的晶体相对表面上产生负电荷，电荷量多少于受力大小成正比。 单位切削力：是切削单位切削层面积所产生的作用力。 测定切削温度常用的方法及其特点： 1.自然热电偶法：测平均温度 2.人工热电偶法：用于测定工件或刀具上定点温度值。 3.红外线测温法： 刀具磨损：①正常磨损和②非正常磨损。 刀具磨损标准：即为达到急剧磨损阶段是的磨损量VB值。 刀具寿命T：刀具磨损达到规定标准时的总（净）切削时间（单位min） V30: 刀具寿命T=30min的允许切削速度值。 V60：刀具寿命T=60min的允许切削速度值。 切屑形状的分类：